Een semantische Priming Event-related potentiële (ERP) taak te bestuderen Lexico-semantische en Visuo-semantische verwerking in Autisme Spectrum Disorder

Summary

Dit witboek beschrijft een semantische priming ERP taak met behulp van binnen-modaliteit paren van plaatjes en woorden te onderzoeken van semantische verwerking bij personen met autisme spectrum disorder (ASD).

Abstract

Mensen met autisme spectrum disorder (ASD) hebben kenmerkende tekorten in het begrijpen van de betekenis van taal of semantische verwerking. Wat bewijsmateriaal blijkt evenwel dat semantische verwerking van niet-linguïstisch stimuli intact, suggereren dat semantische tekorten taalspecifieke mogelijk is. Op passende wijze kenmerkt semantische verwerking tekorten bij personen met ASD, vergelijking van binnen-modaliteit taalkundige (bijvoorbeeld geschreven woorden) en niet-linguïstisch (bijvoorbeeld afbeeldingen) prikkels is vereist. Dit witboek beschrijft die methodologie dat gebruik maakt van een semantische priming paradigma tijdens gelijktijdige opname van electroencephalographic (EEG) gegevens. EEG biedt een dynamische maatregel van hersenactiviteit die goed geschikt is voor het karakteriseren van subtiele verschillen in semantische verwerking die niet waarneembaar op gedrags niveau mag. De semantische priming paradigma presenteert een eerste beeld of woord (bijvoorbeeld hond) gevolgd door een doel afbeelding of een woord dat is ofwel gerelateerde (bijv . kat) of niet (bv . potlood) verwant aan de president. Dit paradigma kan dus worden gebruikt te evalueren van semantische verwerking over verschillende modaliteiten, en te vergelijken lexico-semantische en visuo-semantische verwerking vaardigheden bij personen met ASD en hoe ze kunnen afwijken van de TD individuen. De specifieke stappen betrokken bij het creëren van de stimuli, uitvoeren van het EEG-testen en analyseren van de gegevens van de EEG worden besproken. Representatieve resultaten illustreren hoe de N400 component van het evenement-gerelateerde potentieel (ERP) is verlaagd volgende semantisch gerelateerde prime-target paren in vergelijking met niet-verwante paren. Vergelijkingen van de N400 tussen voorwaarden, modaliteiten en groepen kunnen schattingen van het succes van semantische verwerking op te leveren, en kunnen daardoor worden gebruikt voor het karakteriseren van semantische tekorten bij personen met ASD of andere klinische populaties.

Introduction

Onderzoekers uit de cognitieve psychologie al lang geïnteresseerd in hoe mensen de betekenis van taal begrijpen. Taalverwerking omvat een reeks stappen van de toenemende complexiteit, letter en woord erkenning, semantische verwerking, aan de syntactische parseren. Semantische verwerking verwijst naar de toegang tot de betekenis van een stimulus, zij het een woord, beeld of geluid. Vroege als volgt van eerste woordherkenning, toegang van de betekenis van een woord of semantiek, is een cruciale stap in taalverwerking. Semantische integratie verwijst naar het proces van de integratie van de betekenis van stimuli te begrijpen hun relaties, en is cruciaal voor een hoger niveau voor taalverwerking zoals begrip zinnen. Niet alleen de betekenis van elk woord in een zin hoeft te worden geopend, maar de betekenis van elk afzonderlijk woord moeten worden geïntegreerd om te vormen van een coherent begrip of betekenis van de zin, “gist”.

Personen met autisme spectrum disorder (ASD) hebben vaak aanzienlijke tekorten in taal begrip¹. Er is enig bewijs dat suggereert dat deze problemen vloeien uit de tekorten in semantische verwerking en integratie^{2,3,4 voort}. Echter, andere studies hebben gesuggereerd dat personen met ASD semantische verwerking tekorten niet weergegeven wanneer u materialen zijn gepresenteerd in niet-linguïstisch (b.v., visuele of auditieve) modaliteiten^3,5,6 . Deze bevindingen suggereren dat semantische verwerking tekorten in ASD beperkt tot taalkundige (dat wil zeggen worden kunnen, geschreven of gesproken) modaliteiten. Als zodanig, kunnen benaderingen die verschillende modaliteiten contrasteren inzicht geven in de mate waarin semantische verwerking tekorten domeinspecifieke of indicatieve van een doordringende processing-stijl. Het doel van deze paper is om te beschrijven van een methodologie voor het vergelijken van semantische verwerking tussen verschillende modaliteiten gebruikend de taak van een semantische priming tijdens gelijktijdige elektrofysiologische opname.

Het semantische priming paradigma heeft een lange geschiedenis in het onderzoek onderzoeken hoe semantische verwerking invloeden lager niveau word erkenning^7,8. In traditionele semantische priming taken, een eerste woord wordt aangeboden (bijvoorbeeld kat) gevolgd door een doel word die semantisch gerelateerde (bijvoorbeeld hond) of (bijvoorbeeld boek) los van de bloei. Deze taak wordt vaak gedaan in het kader van een beschikking van de lexicale taak, zodat de deelnemers worden verzocht om te bepalen of de doel-word een echte woord of niet. Andere paradigma’s wellicht deelnemers een semantische categorisatie taak op het woord target en beoordelen of de twee prikkels zijn betrekking heeft of niet. Ongeacht de specifieke taak, hebben decennia van bewijsmateriaal vastgesteld dat reactietijden (RTs) sneller tot doel-woorden die semantisch gerelateerd zijn aan de president in vergelijking met degenen die geen relatie hebben.

Deze “semantische priming”-effect wordt toegeschreven aan een aantal mechanismen in theoretische rekeningen^7,8. Een is dat het effect van de priming te wijten aan de automatische verspreiding activering via het semantische netwerk is, zodanig dat het ophalen van de betekenis van het eerste woord de betekenis van andere semantisch verwante woorden activeert, met inbegrip van het doel-woord. Dit vermindert dan de tijd die nodig is voor de semantische activering van het woord target. Een tweede theoretische mechanisme is dat deelnemers van de levensverwachting, die dat poneert bij het zien van het eerste woord, een verwachte aantal potentiële doelwitten genereren. Doel-woorden die zijn opgenomen in deze set zijn dan sneller herkend. Tot slot, hebben anderen het bestaan van een post lexicale mechanisme van semantische matching, waarin het bestaan van een semantische relatie tussen het woord prime en doel gepostuleerd. Ongeacht het specifieke mechanisme ten grondslag liggen aan het effect, kunnen semantische priming een nuttige index van semantische verwerking en integratie. Dit paradigma is ook niet beperkt tot het lexicale prikkels, en kan ook worden gebruikt voor het onderzoeken van semantische priming van niet-talige stimuli zoals foto’s⁹ evenals cross-modal semantische priming (bijvoorbeeld, tussen woorden en foto’s)³.

Semantische priming effecten zijn goed bestudeerde in de psycholinguïstisch literatuur, en met betrekking tot het soort prime-target betrekkingen, de timing van prime en doel presentatie en vele andere manipulaties⁸zijn onderzocht. Het elektrofysiologische correlaten van dit effect geweest ook goed gekarakteriseerd¹⁰. Elektro-encefalografie (EEG) is een methode voor het opnemen van neurale activiteit via veranderingen in elektrische activiteit gemeten op de hoofdhuid. EEG is een nuttig keuze van methodologie voor een semantische priming paradigma, omdat het heeft zeer goede temporele resolutie (volgorde van milliseconden, ms) en daardoor subtiele verschillen in semantische verwerking voorwaarden of groepen zelfs in de afwezigheid van bieden gedragsmatige gevolgen of reacties.

Evenement-gerelateerde mogelijkheden (ERPs) zijn tijd vergrendeld veranderingen in de EEG, die ontstaan in reactie op een bepaalde prikkel of gedrag. Afhankelijk van de timing en de polariteit van het antwoord zijn verschillende onderdelen van de ERP een afspiegeling is van verschillende aspecten van cognitieve verwerking. De N400 component is een gevestigde marker van semantische verwerking en semantische integratie^11,12 (hoewel verscheidene andere interpretaties bestaan^10,13). De amplitude N400 is verminderd wanneer semantische integratie gemakkelijker (zoals wanneer het eerste als het doeldomein in een semantische priming paradigma semantisch gerelateerd zijn is) in vergelijking met wanneer semantische integratie moeilijker is (zoals wanneer twee woorden niet verwant zijn). Nog belangrijker is, is de amplitude verschil tussen verwante en niet-verwante voorwaarden (dat wil zeggen, de “N400 effect”) niet specifiek voor taal. N400 effecten zijn ook waargenomen in niet-talige modaliteiten, zoals naar aanleiding van paren van semantisch gerelateerd en niet-verwante afbeeldingen of omgevingsgeluiden^14,15,16,17. De N400 is dus een nuttig onderdeel van de ERP voor de toepassing van de huidige paradigma omdat het kan worden gebruikt als een modaliteit-onafhankelijke schatting van semantische verwerking en integratie vermogens.

Personen met ASD show verminderd of afwezig semantische priming effecten en N400 effecten in reactie op taal stimuli^2,3,4, bijzondere waardeverminderingen in semantische verwerking suggereren. Dergelijke effecten gevonden in reactie op visuo-semantische en audio-semantische stimuli^3,5,6, leningen ondersteuning op de bewering dat de semantische verwerking is selectief verminderde voor taal prikkels. Echter hebben de meeste eerdere studies vergelijken modaliteiten gebruikt cross-modal priming, zodanig dat de president/doeltaalkoppel een lexicale stimulans bevat. Gezien het voorstel dat individuen met ASD tekorten in semantische verwerking van taal stimuli hebben, kunnen die cross-modal prikkels hebben beïnvloed resultaten. Als u wilt echt onderzoeken of semantische verwerking van taal bij personen met ASD selectief is aangetast, moeten binnen-modaliteit paren van lexicale en niet-lexicale stimuli worden gebruikt. In een recente studie, Coderre et al. ⁶ verstrekt de eerste directe vergelijking van binnen-modaliteit woord en beeld semantische priming te onderzoeken van semantische verwerking tekorten bij volwassenen (leeftijd 18-68) met ASD. Deelnemers met ASD meestal-ontwikkeling (TD) deelnemers bekeken paren van woord en beeld en werden gevraagd om te beoordelen of de stimuli werden betrekking heeft of niet. Tijdens deze semantische priming taak, werd hun hersenactiviteit opgenomen met behulp van de EEG. Door het vergelijken van N400 effecten tussen groepen en modaliteiten, verstrekt dit paradigma inzicht in de aard van semantische verwerking bij personen met ASD.

Het doel van deze paper is om te beschrijven de semantische priming ERP de methodologie van werkzaam door Coderre et al. ⁶. Hoewel dit paradigma werd aanvankelijk uitgevoerd om te bestuderen van semantische verwerking bij volwassenen met ASD, het kan nuttig zijn voor alle onderzoekers willen verkennen de neurale correlaten van lexico-semantische en visuo-semantische verwerking, hetzij in TD individuen of in specifieke klinische populaties.

Protocol

Alle methoden die hier worden beschreven zijn goedgekeurd door de institutionele Review Board van Johns Hopkins University, waar de originele studie6 werd uitgevoerd. 1. creëren van Stimuli Maak een eerste lijst van concrete zelfstandige naamwoorden waarvan prime-target paren zal worden vervaardigd. Een geselecteerde corpus zoals Subtlex19, Selecteer ongeveer 500 concrete zelfstandige naamwoorden en variabel…

Representative Results

Als prikkels zijn op de juiste wijze gesorteerd in verwante en niet-verbonden voorwaarden, moet een N400-effect worden waargenomen voor zowel woord als beeld prikkels (Figuur 2). Dit is herkenbaar als een grotere negatieve amplitude in niet-verwante voorwaarden ten opzichte van verwante voorwaarden. Voor woord stimuli, moet het effect optreden van 300 – 500 ms over centrale of centro-pariëtale hoofdhuid6,<sup class="xref"…

Discussion

De huidige papier heeft gemeld kritische stappen in het ontwikkelen van een paradigma ERP semantische priming met beeld en woord stimuli voor het verkennen van semantische verwerking tekorten bij personen met ASD. Belangrijke stappen omvatten de stimuli creëren, programmeren van de taak en EEG testen en analyses uitvoeren. Het meest tijdrovende gedeelte van deze procedure is waarschijnlijk het creëren van stimuli, zoals dit vereist zorgvuldige bijpassende zowel tussen als binnen de stimulans paren, voorwaarden en modal…

Materials

EEG system	Electrical Geodesics, Inc. (EGI)		Geodesic EEG system (GES) 400 system: Net Amps 400 amplifier, NetStation 5.3, 128-channel HydroCel Geodesic Sensor nets
Potassium chloride	Electrical Geodesics, Inc. (EGI)
Plastic bucket	Electrical Geodesics, Inc. (EGI)		EGI provides a plastic bucket for mixing electrolyte but any clean container can be used
Baby shampoo	Johnson's
GNU Image Manipulation Program (GIMP)